GIS中的栅格和矢量数据是什么以及何时使用？

#1 楼

矢量数据

优点：
数据可以以其原始分辨率和形式表示而无需泛化。
图形输出通常更美观（传统制图表示）；
由于大多数数据，例如硬拷贝地图是矢量形式，不需要数据转换。
数据的精确地理位置得以保持。邻近性，网络分析。缺点：
每个顶点的位置需要明确存储。
为了有效分析，必须将向量数据转换为拓扑结构。这通常需要大量的处理，并且通常需要大量的数据清理。同样，拓扑是静态的，矢量数据的任何更新或编辑都需要重新构建拓扑。
操纵和分析功能的算法很复杂，可能需要大量处理。通常，这会固有地限制大型数据集的功能，例如大量要素。
连续数据（例如高程数据）不能有效地以矢量形式表示。通常，这些数据层需要大量数据概括或内插。
不可能在多边形内进行空间分析和过滤

栅格数据

优点：
每个单元格的地理位置暗示其在单元格矩阵中的位置。因此，除了起点之外，例如
由于数据存储技术的本质，数据分析通常易于编程且易于执行。
栅格地图的固有特性，例如一个属性图，非常适合数学建模和定量分析。
离散数据，例如林业林地和连续数据（例如栅格像元系统与基于栅格的输出设备（例如，海拔高度）非常兼容。静电绘图仪，图形终端。

缺点：
像元大小决定了表示数据的分辨率。
根据不同的像素，很难充分表示线性特征细胞分辨率。因此，很难建立网络链接。
如果存在大量数据，则关联属性数据的处理可能很麻烦。栅格地图固有地仅反映一个区域的一个属性或特征。
由于大多数输入数据都是矢量形式的，因此数据必须进行矢量到栅格的转换。除了增加处理要求外，由于泛化和选择不合适的像元大小，这还可能引起数据完整性问题。

#2 楼

像素与坐标
当我想到光栅图时，我的第一个想法就是卫星图像。市区的详细卫星图像中的几乎每个像素都可以包含唯一信息。网络地图中的单个图块（通常是Mercator的一种变体，通常简称为“球形Mercator”或“ Web Mercator”，并由Google，Bing，Yahoo，OSM和ESRI支持）通常具有256 x 256 = 65,536像素缩放级别具有（2 ^ zoom * 2 ^ zoom）磁贴。当我想到Vector时，我会想到多边形和直线。例如，详细说明整个城市（可能数百万个栅格图块）区域分区边界的形状文件可能只有65,000个Vector形状。

精确缩放
听起来您（可能是大多数读者）已经知道光栅固定像素和矢量（坐标图）之间最明显的区别。矢量绘图（和地图）比像素具有更高的保真度，因为矢量数据包含坐标图样（点，多边形，线等），这些坐标图样可以使用简单的公式以不同的分辨率相对于彼此渲染，而像素大小调整通常使用导致图像伪影的平滑算法。

图像压缩与结构压缩
实际上，大多数没有100％唯一像素的图像都可以压缩为较小的数据包，并且许多矢量文件都包含许多低细节缩放级别不需要的多余细节。图像压缩是一个众所周知的非常有效的过程，几乎每个编码库都内置了类来完成这项工作。矢量坐标压缩或“几何简化”不太普遍（因为GIS通常比一般的图像处理少一些）。以我的经验，您将花费将近0的时间来考虑图像压缩（只需将其打开或关闭），而将更多的时间用于空间压缩。请查看道格拉斯·皮克算法（Douglas Peucker Algorithm）的示例，或者只是使用QGIS和一些人口普查边界文件。

客户端与服务器端渲染
最终，在计算机上查看的所有内容都以特定的分辨率（即缩放级别）渲染为屏幕上的像素。通常（尤其是在网络上）面临的挑战是尽可能高效地将这些像素呈现在用户面前。美国人口普查区域和块组形状文件特别有趣，因为它们正好位于矢量数据集的边界上，这些矢量数据集“太大”而无法在Web浏览器中呈现为矢量数据。与此形成对比的是，美国各县只能作为矢量下载在现代浏览器中呈现。尽管美国人口普查区块组矢量形状文件肯定会小于渲染的栅格图集，以便在多个缩放级别上覆盖整个美国，但区块组形状文件太大（接近1GB），以至于Web浏览器无法按需下载。即使Web浏览器可以快速下载文件，大多数Web浏览器（即使使用Flash）在渲染大量形状时也相当慢。因此，对于查看大型矢量数据集，通常最好将它们转换为压缩图像以传输到Web浏览器。

一些实际例子
我几天前回答了一个类似的问题，关于在Google地图中渲染大型数据集。

几年前，他们决定从Flash大量客户端矢量渲染过渡到服务器端矢量渲染，后者将压缩的图像切片提供给纯HTML和JavaScript。我们有一个包含多个版本的Html + Raster（服务器生成的图像切片）和Flash + Vector（客户端大量渲染）的地图库。

#3 楼

在两种格式中显示相同的数据有时有助于理解它们之间的固有差异：
来源：瞻博网络GIS

#4 楼

听起来您似乎正在寻找一种向非技术人员表达这种想法的方法？您可以比喻两个童年的物品，方格纸和一个点状拼图。一张方格纸中的每个正方形都对应一个栅格像元，因此请想象为每个正方形着色或在其中放置一个数字。矢量数据是点对点的难题。在两种情况下，每一层只是另一张纸。

#5 楼

该图片很好地说明了数据的栅格与矢量表示形式。


在Rastor中，考虑中的区域被划分为相等的正方形并为其分配了一个特性。因此，如果您考虑为rastor创建数据结构，它将是一个2D数组，每个x，y坐标都引用are中的一个正方形，并且可以具有某个预定义的特征，例如建筑物，道路，植被，水体等。

在Vector中，数据以点，线和多边形表示。因此，旅游景点用POINT（x，y）表示，河流或道路表示为线串（这是一系列相连的点），湖泊或体育场等表示为多边形（点列表）形成一个封闭区域）-在此处了解更多信息：https://en.wikipedia.org/wiki/Well-known_text

图像来自网络搜索，当时我已经截取了屏幕截图，现在没有链接或网络上的原始来源！抱歉！

但是希望这个答案有助于向GIS新手讲解：D

#6 楼

最好将栅格数据视为一种特殊类型的矢量数据。在矢量数据中，地图上的线由特定现象确定。在栅格数据中，此轮廓由任意网格定义，该网格独立于其试图映射的现象。通常，此网格是特定传感器（例如摄像机）捕获信息的方式的结果。但是在所有情况下，栅格数据也都可以用矢量表示。

#7 楼

栅格数据表示有时也称为网格数据表示。它用于通过使用行和列来表示地理数据或信息，其中每个单元格代表具有特定表示形式的数字数据。